Мултивселена - съществуват ли паралелни светове
6892 прегледа
0 Коментара
Дали животът, какъвто го познаваме, е възможен единствено във Вселена със същите физични и природни закони като в нашата
Понятието за мултивселена се застъпва през 50-те години, когато австрийският физик Ервин Шрьодингер посочва, че уравнението, за което наскоро е получил Нобелова награда, описва не просто последователни, а едновременно случващи се истории.
Няколко години по-късно американският учен Хю Еверет III определя квантовата механика като хипотеза за многото светове. В основата на това твърдение едно решение от уравнението на Шрьодингер (квантово състояние) съществува едновременно с останалите, но в друга, паралелна вселена. При наблюдението на дадено събитие във Вселената, не се променя само въпросният изследван обект, но и наблюдателят. Когато те си взаимодействат помежду си се стига до множество реалности, обхващащи бъдещето и миналото. Ето как всички следствия са напълно истински и съществуват в различни вселени, произлизащи една от друга.
Привържениците на идеята на Еверет не били многобройни, тя им се струвала прекалено фантастична. Тя става популярна години по-късно, когато американският физик Брайс Де Вит я назовава официално като хипотеза за многото светове. Започва търсене на доказателства от космически мисии в началото на 21-ви век.
Теорията за Големия взрив също среща скептично отношение в началото. С повечето общоприети научни теории е така, а често предизвикват и присмех. Белгийският свещеник и физик Жорж Льометър разпространява пръв своята хипотеза, че Вселената води началото си от експлозия на първичен атом – състояние с голяма плътност и висока температура.
През 70-те години американският физик Алън Гут предлага модел, базиран на теорията за Големия взрив, но допълва кратък период на бързо космическо разширение, което нарича инфлация. Тогава Вселената е на около няколко милиардни частици от секундата като възраст.
Моделът на Гут за инфлацията обяснява защо пространството е почти плоско и защо Вселената е еднаква във всички посоки, независимо от положението на наблюдателя и ъгъла му на зрителен контакт.
След десет години американският космолог Пол и физикът Александър Виленкин предлагат идеята за вечна инфлация. Енергията на Вселената те описват с графика, която наподобява долини и планински вериги. Според двамата учени инфлацията започва от върховете в графиката, като се стреми към основно състояние и постепенно се достига минимална енергия.
Подобна хипотеза предлага и физикът от руско-американски произход Андрей Линде в своята статия „Хаотична инфлация“. Разликата с вечната инфлация се крие в това, че той смята за възможно възникването на нова вселена от всяко едно енергийно състояние и да се развива без промяна, тоест на графиката тя би изглеждала като безкрайно дълго плато.
Космологът Макс Тегмарк предлага класификация, включваща различни теоретични типове мултивселени. Той допуска четири последователни нива на паралелни светове, които една мултивселена може да събере в себе си.
Първо ниво – отвъд хоризонта
Това, което можем да видим от нашата Вселена, е в радиус от около 46,5 милиарда светлинни години, а възрастта е 13,82 милиарда години. Или това реално е нашият космичен хоризонт, носещ името мехур на Хъбъл.
Но Вселената не е само онова, до което ние имаме достъп и можем да съзрем. В нея могат да се поместят безброй подобни обеми с еднакви физични константи. Началните условия при възникването на всеки от тях обаче ще са напълно различни, което може да доведе до съответното разпределение на материята в него.
Второ ниво – многобройни мехурчета
Теорията за хаотична инфлация на Линде определя един по-сложен тип мултивселена, която се рои на множество мехурчета. Те са отдалечени едно от друго на безкрайно разстояние и всяко едно от тях се състои от вселени. Даже да имахме възможност за пътуване със скоростта на светлината, пак не бихме могли да стигнем до съседно мехурче.
Това се дължи на факта, пространството между тях се разширява с по-голяма от светлинната скорост. Квантовото поле, което предизвиква това разширение не е с постоянна сила и на места тя намалява драстично. Там започва роенето. Отделните мехурчета ще имат различни физични константи, материята ще е изградена от различни елементарни частици, а пространството ще има различен брой измерения.
Трето ниво – абстрактен квантов свят
В третото ниво на организация се развиват идеите за паралелни светове, които съществуват едновременно, тук и сега. Става дума за един абстрактен квантов свят, който е пълен с класически светове, разделящи се и сливащи се. Ако погледнем глобално, можем да го опишем така: всеки път, когато някой вземе решение, наблюдателят се разделя на свои копия според възможните варианти на това решение. Той няма как да види останалите свои копия и смята, че е направил един от много възможни избори, които е имал.
Четвърто ниво – Различни физични закони
Трудно можем да си представим вселени, които могат да бъдат описани с различни от познатите математически структури, и в които господстват различни физични закони?
Не можем да си отговорим на въпроса как ще изглежда планета, на която законите на Нютон не действат? Каква ще е орбитата на тяло, което не се влияе от законите на Кеплер? Можел ли да допуснем, че съществува класическа вселена 6ез квантови ефекти? Вероятно няма как да съставим модел на свят с тотално различни закони от нашия, но може би бихме успели да измислим поне уравненията, които да го описват.
Според американският физик Брайън Грийн, който застъпва струнната теория, фундаменталните частици във Вселената са струни от енергия, които вибрират в пространство-време с 10-11 измерения. Вибрирайки по един начин, струната се превръща във фотон, а при други модове, се получават кварките, изграждащи протона. Смята се, че тази теория е доста обещаваща по отношение на квантовата гравитация. Тя би могла да обедини квантовата механика и общата теория за относителността.
Грийн предлага да класифицираме девет типа мултивселени. В първия тип вселена безкрайното пространство предоставя сцена за всяко възможно събитие. Две еднакви събития обаче никога няма да се срещнат, защото ще се разразят на твърде голямо разстояние. Включва се още холографска вселена, при която всяка част съдържа цялото, както и вселена, симулирана от компютри. Грийн посочва още бранната мултивселена, която се състои от резени или мембрани, носещи се в пространство с много измерения, наречено хиперпространство, а върху всяка мембрана има отделна вселена.
Преди 15 години космическата сонда WMAP открива относително студено петно в микровълновото фоново лъчение, което е всъщност остатък от ранния етап от разширението на горещата Вселена. Неговият диаметър е 1,8 милиарда светлинни години, а температурата му е по-ниска от тази на околното лъчение.
Преди 7 години мисията „Планк“ на Европейската космическа агенция потвърждава наличието на „студен” участък. В началото се счита, че това може да е заради минималното количество материя в сравнение с пространството във Вселената. Една от хипотезите все пак гласи, че това петно може да е в резултат на взаимодействието между наша и друга вселена. Или накратко, това може би е първото доказателство за съществуването на мултивселена.
Повечето учени са скептични, защото паралелните светове, ако ги има, са на такова разстояние от нас, че няма опция ние да ги наблюдаваме, с каквато и съвременна техника да разполагаме. Няма как хипотезата за мултивселена да предвиди варианти, които да бъдат подложени на тестове и съответно да бъдат потвърдени.
Понятието за мултивселена се застъпва през 50-те години, когато австрийският физик Ервин Шрьодингер посочва, че уравнението, за което наскоро е получил Нобелова награда, описва не просто последователни, а едновременно случващи се истории.
Няколко години по-късно американският учен Хю Еверет III определя квантовата механика като хипотеза за многото светове. В основата на това твърдение едно решение от уравнението на Шрьодингер (квантово състояние) съществува едновременно с останалите, но в друга, паралелна вселена. При наблюдението на дадено събитие във Вселената, не се променя само въпросният изследван обект, но и наблюдателят. Когато те си взаимодействат помежду си се стига до множество реалности, обхващащи бъдещето и миналото. Ето как всички следствия са напълно истински и съществуват в различни вселени, произлизащи една от друга.
Привържениците на идеята на Еверет не били многобройни, тя им се струвала прекалено фантастична. Тя става популярна години по-късно, когато американският физик Брайс Де Вит я назовава официално като хипотеза за многото светове. Започва търсене на доказателства от космически мисии в началото на 21-ви век.
Вечна или хаотична инфлация
Теорията за Големия взрив също среща скептично отношение в началото. С повечето общоприети научни теории е така, а често предизвикват и присмех. Белгийският свещеник и физик Жорж Льометър разпространява пръв своята хипотеза, че Вселената води началото си от експлозия на първичен атом – състояние с голяма плътност и висока температура.
През 70-те години американският физик Алън Гут предлага модел, базиран на теорията за Големия взрив, но допълва кратък период на бързо космическо разширение, което нарича инфлация. Тогава Вселената е на около няколко милиардни частици от секундата като възраст.
Моделът на Гут за инфлацията обяснява защо пространството е почти плоско и защо Вселената е еднаква във всички посоки, независимо от положението на наблюдателя и ъгъла му на зрителен контакт.
След десет години американският космолог Пол и физикът Александър Виленкин предлагат идеята за вечна инфлация. Енергията на Вселената те описват с графика, която наподобява долини и планински вериги. Според двамата учени инфлацията започва от върховете в графиката, като се стреми към основно състояние и постепенно се достига минимална енергия.
Подобна хипотеза предлага и физикът от руско-американски произход Андрей Линде в своята статия „Хаотична инфлация“. Разликата с вечната инфлация се крие в това, че той смята за възможно възникването на нова вселена от всяко едно енергийно състояние и да се развива без промяна, тоест на графиката тя би изглеждала като безкрайно дълго плато.
Паралелни вселени
Космологът Макс Тегмарк предлага класификация, включваща различни теоретични типове мултивселени. Той допуска четири последователни нива на паралелни светове, които една мултивселена може да събере в себе си.
Първо ниво – отвъд хоризонта
Това, което можем да видим от нашата Вселена, е в радиус от около 46,5 милиарда светлинни години, а възрастта е 13,82 милиарда години. Или това реално е нашият космичен хоризонт, носещ името мехур на Хъбъл.
Но Вселената не е само онова, до което ние имаме достъп и можем да съзрем. В нея могат да се поместят безброй подобни обеми с еднакви физични константи. Началните условия при възникването на всеки от тях обаче ще са напълно различни, което може да доведе до съответното разпределение на материята в него.
Второ ниво – многобройни мехурчета
Теорията за хаотична инфлация на Линде определя един по-сложен тип мултивселена, която се рои на множество мехурчета. Те са отдалечени едно от друго на безкрайно разстояние и всяко едно от тях се състои от вселени. Даже да имахме възможност за пътуване със скоростта на светлината, пак не бихме могли да стигнем до съседно мехурче.
Това се дължи на факта, пространството между тях се разширява с по-голяма от светлинната скорост. Квантовото поле, което предизвиква това разширение не е с постоянна сила и на места тя намалява драстично. Там започва роенето. Отделните мехурчета ще имат различни физични константи, материята ще е изградена от различни елементарни частици, а пространството ще има различен брой измерения.
Трето ниво – абстрактен квантов свят
В третото ниво на организация се развиват идеите за паралелни светове, които съществуват едновременно, тук и сега. Става дума за един абстрактен квантов свят, който е пълен с класически светове, разделящи се и сливащи се. Ако погледнем глобално, можем да го опишем така: всеки път, когато някой вземе решение, наблюдателят се разделя на свои копия според възможните варианти на това решение. Той няма как да види останалите свои копия и смята, че е направил един от много възможни избори, които е имал.
Четвърто ниво – Различни физични закони
Трудно можем да си представим вселени, които могат да бъдат описани с различни от познатите математически структури, и в които господстват различни физични закони?
Не можем да си отговорим на въпроса как ще изглежда планета, на която законите на Нютон не действат? Каква ще е орбитата на тяло, което не се влияе от законите на Кеплер? Можел ли да допуснем, че съществува класическа вселена 6ез квантови ефекти? Вероятно няма как да съставим модел на свят с тотално различни закони от нашия, но може би бихме успели да измислим поне уравненията, които да го описват.
Струнната теория
Според американският физик Брайън Грийн, който застъпва струнната теория, фундаменталните частици във Вселената са струни от енергия, които вибрират в пространство-време с 10-11 измерения. Вибрирайки по един начин, струната се превръща във фотон, а при други модове, се получават кварките, изграждащи протона. Смята се, че тази теория е доста обещаваща по отношение на квантовата гравитация. Тя би могла да обедини квантовата механика и общата теория за относителността.
Грийн предлага да класифицираме девет типа мултивселени. В първия тип вселена безкрайното пространство предоставя сцена за всяко възможно събитие. Две еднакви събития обаче никога няма да се срещнат, защото ще се разразят на твърде голямо разстояние. Включва се още холографска вселена, при която всяка част съдържа цялото, както и вселена, симулирана от компютри. Грийн посочва още бранната мултивселена, която се състои от резени или мембрани, носещи се в пространство с много измерения, наречено хиперпространство, а върху всяка мембрана има отделна вселена.
Доказателства за съществуването на паралелни вселени
Преди 15 години космическата сонда WMAP открива относително студено петно в микровълновото фоново лъчение, което е всъщност остатък от ранния етап от разширението на горещата Вселена. Неговият диаметър е 1,8 милиарда светлинни години, а температурата му е по-ниска от тази на околното лъчение.
Преди 7 години мисията „Планк“ на Европейската космическа агенция потвърждава наличието на „студен” участък. В началото се счита, че това може да е заради минималното количество материя в сравнение с пространството във Вселената. Една от хипотезите все пак гласи, че това петно може да е в резултат на взаимодействието между наша и друга вселена. Или накратко, това може би е първото доказателство за съществуването на мултивселена.
Повечето учени са скептични, защото паралелните светове, ако ги има, са на такова разстояние от нас, че няма опция ние да ги наблюдаваме, с каквато и съвременна техника да разполагаме. Няма как хипотезата за мултивселена да предвиди варианти, които да бъдат подложени на тестове и съответно да бъдат потвърдени.
